地球のオーロラに対するアーティストの印象。画像クレジット：NASAクリックして拡大
NASAとNational Science Foundationの科学者は、地上と宇宙の観測を組み合わせて、宇宙嵐の際の大気の乱れに関する前例のないビューを作成する方法を発見しました。
地球規模の大規模な擾乱は、寒冷な前線に似ています。それらは、宇宙嵐の間に地球の電化された上層大気に形成されます。外乱は、電離層で形成される帯電プラズマのプルームに起因します。プラズマプルームが頭上を通過すると、低周波および高周波の無線通信が妨げられ、全地球測位システムのナビゲーション信号が遅延します。
「以前はランダムなイベントのように見えました」とマサチューセッツ工科大学のヘイスタック天文台のアソシエイトディレクターであるジョンフォスターは述べました。彼は、マサチューセッツ州ウェスフォードの財団が支援するミルストーンヒル天文台の主任研究員です。
「人々はシステムを混乱させたに違いない嵐があったことを知っていたが、彼らはその理由を知らなかった」とカリフォルニア州パサデナのNASAのジェット推進研究所の電離層および大気リモートセンシングのグループスーパーバイザーであるトニーマンヌッチは言った。混乱だけではありません。原因と結果があります。最終的にはスペースストームを予測できるように、全体像をまとめ始めています。」
宇宙天気を予測することは、NASA、財団、および他のいくつかの連邦政府機関が関与するNational Space Weather Programの主要な目標です。研究者が作成した見解により、プルームの動きをプラズマを空間に放出するプロセスに関連付けることができました。 「この関連性を発見することは、寒冷前線の動きを発見することが突然の雷雨の原因であるようなものです」と、サンアントニオのサウスウェスト研究所の主任科学者であるジェリー・ゴールドスタインは述べました。
電離層でのプラズマプルームの発生はGPS信号を妨害するため、これらの妨害を継続的に監視します。研究者たちは、GPSデータとプラズマ圏の衛星画像の間のリンクを発見しました。プラズマスフィアは、電離層の上に地球を取り巻くプラズマ雲です。 NASAの磁気圏界面イメージャからオーロラ全地球探査衛星まで観測されています。研究者たちは、電離層プルームの動きが、宇宙嵐の間のプラズマ圏からのプラズマの放出に対応することを発見しました。
組み合わせた観測により、地球の磁場が太陽からの高温プラズマによって弱められているときに、宇宙嵐の間のプロセスの基礎となる画像を構築することができました。太陽プラズマが吹き飛ばされると、プラズマ圏と電離圏に伝達される電場が生成されます。この電場は電離圏とプラズマ圏のプラズマを宇宙へと推進します。科学者は初めて、電離層で観測されたプラズマを、数千キロメートルに及ぶプラズマ圏プルームと直接接続することができます。
ヘイストーム天文台のアンシアコスター氏は、「宇宙嵐の際の電場と磁場の地球構造のため、これらの障害が正午と夕暮れの間、および中緯度から高緯度の間で最も頻繁に発生することもわかっています。」 「地面と空間に基づく、その場での測定により、科学者は電離層-熱圏-磁気圏を結合システムとして理解することができます。」
プルームは、主に2つの方法でGPS信号を劣化させます。第1に、GPS信号の伝播を時間遅延させることで位置誤差を引き起こします。第二に、それらが生成する乱流は、シンチレーションとして知られている効果によってレシーバーに信号を失わせます。これは、大気の乱気流によって引き起こされる星のきらめきに似ています。
研究者たちは本日、カリフォルニア州サンフランシスコで開催された米国地球物理学連合の会議中に調査結果を発表しています。宇宙天気やその他のWeb上の研究については、次のWebサイトをご覧ください。
http://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/cold_front.html
元のソース：NASAニュースリリース
